电渗析法净化处理含铬电镀废水的研究

一‘总夕·环境科学卷期电渗析法净化处理含铬电镀废水的研究钱军郭素娟中国科学院上海原子能研究所上海长征电镀厂摘要本文着重介绍电渗析法净化处理含格电镀废水的试验方法用聚全氛乙丙烯阴离子交换膜阴膜和聚三氛苯乙烯阳离子交换膜一阳膜配对组装的电渗析器净化处理含格电镀废水,可使含六价格八的含格废水净化至斗八试验表明,阴膜和一阳膜具有较长的使用寿命,还能耐浓铬酸的氧化,适用于电渗析法净化处理含铬电镀废水本文着重介绍电渗析净化含铬电镀废水的选膜试验及电渗析器分段运行试验试验结果表明,使用聚全氟乙丙烯阴离子交换膜阴膜和聚三氟苯乙烯阳离子交换膜一阳膜配对组装的电渗析器进行五段连续一次流程脱盐,可将八的含铬废水净化至低于排放标准该法的耗电省、膜使用寿命又较长,充分表明它是一种值得重视的有前途的净化处理含铬电镀废水新方法净化脱盐原理利用废水中的离子在直流电场作用下能定向移动的原理和离子交换膜具有离子选择透过的特性,组装成具有多组浓、淡室的电渗析器图含铬废水分别进人电渗析器的浓、淡室淡室水中的十‘呈铬酸负离子力在电场作用下透过阴离子交换膜进入‘‘‘‘口口‘‘工工工工工工浓淡极膊一一一一川阴极水出浓水出淡水出’布’…浓一二产拜,门月飞月!!刁月斗刁‘淡水进晌曰一一净化脱盐原理嵘日巳。,且曰日日日日日曰曰曰日曰训曰进水浓阳极水进阴极水进‘一一一一卷期·总相邻浓室后被阳离子交换膜阻挡而增浓淡室水中的、等阳离子相应透过阳膜后被阴膜阻挡在浓室富集从而达到含铬废水在淡室中脱盐净化,在浓室中浓缩的目的选膜试验电渗析器的心脏是离子交换膜,处理含铬废水必须选择能耐铬酸氧化、离子选择透过性较好的离子交换膜我们选择了聚全氟乙丙烯阴离子交换膜阴膜及聚三氟苯乙烯阳离子交换膜一阳膜等十种较好的离子交换膜进行筛选试验采用一膜二室装置阴极室为淡室,阳极室为浓室初试阴膜的铬酸迁透速率用二膜三室装置阴极室通稀硫酸以免铬离子在阴极还原,中间室为淡室,阳极室为浓室及三膜四室装置阴、阳极室均通稀硫酸避免废水接触两极,浓、淡室为相邻的中间室试验阴、阳膜的选择透过性和耐铬酸氧化性能表、表分别列出了选膜试验结果及试验条件结果表明,阴膜的耐铬酸氧化性能和铬酸离子透过性都很好,一阳膜亦有较好的耐铬酸氧化性能进而在五膜六室装置中两极室通稀硫酸、中间相邻两组为浓、淡室初试。阴膜和一阳膜的使用寿命由表结果可知,通电运行个半月之后,凡‘阴膜和一阳膜的脱盐效率和交换容量并无衰减由此表明阴膜和一阳膜是一对较为合适、的膜由此,将,。阴膜和一阳膜配对组装成电渗析器进行净化含铬废水的分段试验表选膜试验结果离子交换膜名称简称浸泡试验吞模拟电渗析装置通电运行阴膜了迁移阳膜、迁尸移抗了迁移聚全氟乙丙烯阴膜。阴膜三膜四室中运行小时性能不变一膜二室在,中初试性能好曰、聚三氟苯乙烯阴膜一阴膜三膜四室中运行小时性能不中等聚偏氟乙烯阴膜主矛阴膜一膜二室静态试验过氯乙烯阴膜等一膜二室中试验电阻大小时后表面剥落较差聚乙烯阴膜阴膜一膜二室中试验数小时起黑点尚好一一】一一一一一氯乙醇橡胶阴膜阴膜一周后脆裂一——一一】一—一一聚全氟乙丙烯阳膜非交联型‘阳膜三膜四室中运行小时后渗水尚可一—一—】一】一】一一一一聚三氟苯乙烯阳膜一阳膜三膜四室中运行小时性能不变一膜二室在初试性能好,中尚好聚三氟苯乙烯阳膜一阳膜耐氧化性能同上极差聚三氟苯乙烯阴阳复合膜一、复合膜耐氧化性能同一,运行数小时膜面产生沉淀极差一毫克当量克干膜毫克当量克干膜。·总·环表境科学卷期选膜试验条件、、山目网卜比口口单膜面面膜间距距淡水一次流过浓水循环极水水卫作电压压积积积毫米离毫采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采采流量量流速速流量量循环环组分分流量量量认认拉轰自自自自,,〔,,方式式式,,火极室分介介气液液阳极水用用同浓、淡淡气气气气气气气气气气气气气气气气气泡冲速速分离器器浓水,阴极极水水水一一膜一至至至至至至至至至至水用淡水水水水二二障会会火高位槽槽阴极水水三三膜四室室只一高位槽槽五五膜六室室一高位槽槽口表五膜六室寿命试验试验前后膜交换容量试验装置平均脱盐率连续脱盐时间试验要求。阴膜一阳膜五膜六室“。毫克当量克干膜基本不变·左右基本不变左右}脱盐率大于60%200X40Omm一级一段电渗析器分段试验用F,阴膜和SF一1阳膜配对组装成200X40omm一级一段电渗析器进行五段脱盐净化的分段试验,可为设计整台净化电渗析器提供必要的参数.表斗列出了主要的试验条件.将75mg/1(Cr十‘)左右的含铬废水作为第一段淡水进料进行一次流程脱盐;第二段试验用的淡水进料浓度控制相近于第一段出口淡水浓度;按次逐段试验脱盐效果.各段浓水分别自行循环增浓(以求得各段的浓水上限浓度).由于sF一1阳膜不易透过Cr+3、Fe+3离子(见选膜试验),含铬废水先经抑32阳离子交换树脂吸附除去其中的Cr+3、Fe+3离子(同时也除去废水中污物),以免产生阳膜面沉淀而影响电渗析器的正常运行.各段试验的主要结果列于表,.由表5可知,第一、二段的浓水浓度如控制在4.59/l(CrO3)以下,则脱盐率分别可达到65%和70%.而且在刊多小时的连续表4200x400二二电渗析器试验条件电电渗析器本体体离子交换膜膜试验条件件隔隔板板极水框框阴膜膜阳膜膜极膜膜各段段9对对6对对膜膜膜膜膜膜膜对数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数数淡淡淡淡淡淡淡淡水水浓水极水水淡水水浓水极水水钦钦涂二氧氧F一‘阴膜膜S卜1阳阳SF一l阳阳1一3段段流速1.2999浓水水流速速化化钉丝状电电1.2毫克当当膜1.,毫毫膜1.267779对对厘米/秒秒150一200001,29厘米///极极(价Zmm)))量/克干膜膜克当量///毫克当当4一5段段流量7络升///升/小时时秒秒左左左右右克干膜膜量/克干干6对对小时时极水水流量量摸摸摸摸摸摸摸摸0.5%H:50;;;49升/小时时33333333333333360升/小时卷2期环境料学表5200只400。二电渗析器分段试验主要结果·(总99)19.试试验项目目累计运行行工作作工作作脱盐率率淡水进料料淡水出料料浓水出料料电流流电耗耗淡水产量量淡水流速速电极极(((((hr/min)))电压压电流流(%)))(mg/l)))(mg/l)))(g/l)))效率率(kwhr///(l/l飞r)))(e,n/see)))位置置(((((((V)))(A)))))(C:+6)))(Cr+6)))(Cr03)))(%)))T)))))))正正22222220000.76666666666656.666废水水水水正正555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555558.66666666666666666666666666666666666浓浓水上限限10/33333337OOO夕4.55522.5551.5444593330.222274441.299999浓浓度试验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验验60.55555555555555555555555555555555555222223/388820000.711168887斗.00024.0003.0888880.200074441.299999444440/433320000.8000666686.00029.0004.9222220.233374441.2999正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正正444448邝00020000.6666600080.00032.0005.000000.1999744412999992222222222222222222222200000000000000000000000倒倒换电极极56月55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555试试验验验验0.5666466673.00039.5555.777750.2220.166674441.2999正正000000000000000000000.64444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444倒倒555559/1112OOO0.5555斗77781.55543.0006.000504440。188874441.2999正正22222222222222222222222OOO1.0乡乡乡乡乡乡6亏.666666666正正升升高电压压61/弓777咚OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO正正试试验验验验验验验验验乡44480.00036.5556000000.188874441.2999正正777770/2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222‘‘‘‘‘‘44483.5553000600042.斗斗0600074441.299999浓浓水上限限12归99930000.49997OOO45.00013.5551.633358.7770.211174441.299999浓浓度试验验验验验验验3OOOOOOOOOOOOO47.66666666666333332/5553000000000000000000000000000000000000000000000000052.222222222222222222222222222222222223333333333333330000.5555722243.55512.0002.5666660.24447斗斗1.299999555553/199935550.511111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110000000000000000049997lll45.00013.0004.5555550.222274441.2999正正55555,/5111110.31111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111正正666666666666666666666666666777乡155517.0005厂288859.0000.2111744412999正正浓浓水上限限12/14444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444浓浓度试验验验验验677714.5554.88805555228880166674441.29999911111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111116.44444444444222224/422235550.斗333688812.5554OOO0.655512.222222222222222222222222222222222222222333333333333333,,0.62222222222222222222222222222222222222222217.8880.222274441.2999正正书书书/344435550。斗9996888125554、0000522218.666666666666666666666666666666666正正3333